竺山湾湖泊缓冲带湿地生态系统EWE模型构建与分析

湖泊缓冲带在湖泊流域空间布局中具有特殊地位,缓冲带内的湿地对于保障流域生态健康和湖泊水环境质量具有十分重要的意义.本研究以太湖竺山湾湖泊缓冲带内的竺山湖湿地生态系统为研究对象,将生物组分划分为16个功能组,构建了生态通道(EWE)模型,并分析了生态系统的特征、状态以及功能组之间的相互关系.结果表明: 竺山湖湿地生态系统的有效营养级范围在1~3.72,营养流动主要发生在前4个营养级,开始于沉水植物和有机碎屑的食物链较多.湿地生态系统的总的能量转换效率为5.1%,并未达到“1/10定律”,说明当前的能量转换效率较低.物质流量在生态系统中的平均传输效率为4.3%.系统的总生产量为2496.66 t·km^-2·a^-1,总流量为10145.2 t·km^-2·a^-1.生态系统的多种特征参数表明当前生态系统处于幼态化阶段.     

基于Ecopath模型的太湖生态系统结构与功能分析

根据2008—2009年太湖湖区水生生物调查的结果及主要水生动物摄食生态学已发表资料,应用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了太湖生态系统的食物网模型,初步分析了太湖生态系统功能与结构特征.模型由初级生产者、主要鱼类及无脊椎动物和有机碎屑等20个功能组组成.结果表明： 太湖生态系统的能流主要分布在4个营养级上,顶级捕食者鲌鱼营养级最高.食物网存在两条主要的营养传递途径,即碎屑食物链和牧食食物链,且碎屑食物链占比较大;营养级I的利用效率低下,大量初级生产力未能流入更高的营养层次,造成生态系统下层的营养流动“阻塞”.对系统总体特征分析发现,反映系统成熟度的指标,包括较高的净初级生产力(NPP)和净初级生产力/呼吸(NPP/R),以及较低的连接指数(CI)、系统杂食指数(SOI)和Finn循环指数(FCI)等,都揭示了太湖“幼态化”的生态系统现状;混合营养分析和关键种筛选结果显示,高强度的渔业捕捞活动对系统负影响显著,而顶级捕食者的下行效应显著下降.
     

南海北部生态系统食物网结构、能量流动及系统特征

根据20072008年在南海北部(107°00'120°00'E、17°00'23°30'N)进行的海洋生态综合调查数据,应用Ecopath with Ecosim软件构建了南海北部生态系统的生态通道模型,并通过模型分析了南海北部海洋生态系统的食物网结构、能量流动和系统的总体特征,并简要总结过度捕捞生态系统的基本特征。结果表明,南海北部海洋生态系统以捕食食物链为主要能流通道,初级生产者是系统能量的主要来源。各功能群的营养级范围为13.99,哺乳动物占据了最高的营养层,平均渔获物营养级为2.93。利用生态网络分析,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为12.6%,来自碎屑的转换效率为10.4%,平均能量转换效率为11.5%。系统连接指数(Connectance Index,CI)和系统杂食指数(System Omnivory Index,SOI)分别为0.290和0.239;Finn’s循环指数(Finn’scy cling index,FCI)和系统平均路径长度(Finn’s mean path length,MPL)分别为4.380和2.476;总初级生产力/总呼吸为2.596,综合研究表明当前南海北部海洋生态系统处于不成熟阶段。     

珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康评价

基于湿地生态系统健康理论和压力-状态-响应模型,以珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统为研究对象,构建了红树林湿地生态系统健康评价指标体系,并确定了具体的评价指标、评价标准、指标权重、评价等级和评价方法,对珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康状况进行了评价.结果表明:2008年,淇澳岛红树林湿地生态系统总健康指数为0.6580,评价等级为Ⅱ级(健康);压力、状态和响应指标的健康指数分别为0.3469、0.8718和0.7554,说明该评价系统存在一定的压力,而状态和响应方面较好.作为省级自然保护区,珠江口淇澳岛红树林湿地生态系统健康水平有待进一步提升.红树林湿地生态系统健康评价研究目前尚不成熟,进一步研究需重点关注针对红树林特征的评价因子筛选、相关数据的长期定位监测、生态系统健康与生态系统功能的定量关系研究等.     

红树林湿地模型研究进展

红树林是位于海岸潮间带的森林湿地生态系统,具有抗风削浪、保护堤岸、封存CO2缓解全球气候变化等多种功能。然而,由于地理位置及生存环境特殊,红树林湿地模型的研究相对内陆湿地滞后。为了推动红树林湿地模型的研究,本文将目前常见红树林湿地模型按功能划分为植被生长生产模型、水文模型、物流能流模型三类,以阐述相关模型研究的进展,并对目前红树林湿地模型研究提出几点看法:(1)现有红树林湿地模型在不同区域、尺度下运行的有效性有待进一步验证;(2)国内对红树林生态系统服务及植被恢复工作相关模型研究较少,今后需加强该方面的研究。     

基于Ecopath模型的胶州湾生态系统结构和能量流动分析

根据2015—2016年在胶州湾进行的渔业资源与生态环境调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(Ew E)软件构建了胶州湾生态通道模型,分析了现阶段该海湾生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总特征。结果表明:胶州湾生态通道模型共由21个功能组组成,各功能组营养级范围为1~4.383,渔获物平均营养级为2.023,以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为主;胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为主,占系统能量来源的59%。生态网络分析表明:系统能量主要分布在6个营养级,来源于初级生产者的能量转化效率为16.22%,来自碎屑的转化效率为15.76%,系统平均转化效率16.35%。胶州湾生态系统总初级生产力与总呼吸量的比值为2.518,系统处于不成熟状态。     

湿地生态系统网络模型鲁棒性分析

近年来随着人类活动的加剧，湿地生态系统的结构和功能都受到强烈干扰和破坏，研究遭受干扰后的湿地生态系统结构的演化过程，对湿地生态系统的保护、管理、恢复都有重要意义。本文根据复杂网络相关理论和生态系统特征构建湿地生态系统的网络模型，同时基于生物的谢尔福德耐受性和生态系统的自我调节能力，提出了一种考虑过载和欠载状态的湿地生态网络结构的演化模型。从初始负载、负载容量、负载冗余范围和负载重分配四个方面对遭受攻击的生态网络结构的演化过程进行刻画，同时利用鲁棒性指标揭示物种遭受干扰消亡后对湿地生态系统鲁棒性的影响。针对Teacapan湿地生态系统数值仿真，发现不同营养级的关键物种消亡对生态系统结构和鲁棒性的影响程度不同。初级生产者中的关键物种(红树林的碎屑和水中物质)消亡会导致Teacapan湿地生态网络结构迅速崩溃，生态系统鲁棒性指标迅速下降为0;而消费者中的关键物种消亡对生态网络结构波动和系统鲁棒性的影响较小，生态系统能够在一定时间内达到二次平衡，此时湿地生态系统仍具有一定的抵抗外界干扰的能力。这一结果体现了红树林中的碎屑作为支撑食物链的主要食物来源对湿地生态系统的重要性，为湿地生态系统的动植物...     

杭州湾北岸大型围隔海域人工生态系统的能量流动和网络分析

根据2006年在杭州湾北岸大型围隔海域进行的生态调查数据,利用EwE软件构建围隔海域人工生态系统的能量流动模型.模型由13个功能组构成,分别是肉食性鱼类、底栖捕食鱼类、浮游动物性鱼类、草食性鱼类、蟹类、虾类、软体动物、底栖动物、肉食性浮游动物、植食性浮游动物、大型藻类、浮游植物和有机碎屑,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了该人工生态系统能量流动的主要过程.能量流动分析表明,围隔海域人工生态系统中能量流动主要以碎屑食物链途径为主,其中植食性浮游动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.人工生态系统的营养级范围为1.00～3.90级,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为9.4%,来自碎屑的转换效率为9.8%,平均能量转换效率为9.6%.经生态网络分析,直接来源于碎屑的比例占总流量的57%,而直接来源于初级生产者的比例为43%,生态系统特征参数:总初级生产计算量/总呼吸量(TPP/TR)、系统物质和能量循环率(FCI)和系统聚合度(A)值分别为2.672、0.25、0.315,表明围隔海域人工生态系统目前正处于发育时期.该研究为首次利用Ecopath模型分析大型围隔海域人工生态系统的结构和能量流动,旨在为富营养化近岸海域的生态修复提供理论依据.     

海南东寨港红树林土壤微生物初探

红树林是热带、亚热带海岸河口潮间带的木本植物群落。海南琼山市东寨港国家级红树林保护区是我国面积较大 ,种类较多的典型分布区[16 ] ,具有独特的生态 ,经济和旅游价值[1] 。不少学者对该红树林生态系统进行了群落学、物流、能流等方面的研究[2 ,3] ,但对该系统微生物方面的研究还较少见。微生物是生态系统的主要分解者 ,红树林生态系统有较高的生产力和凋落物量 ,微生物在凋落物和有机碎屑的分解转化中有着先锋地位[2 ] ,因此微生物在红树林生态系统的物流和能流中有着重要的推动作用。本文报道了对东寨港红树林区土壤微生物数量的研究 …     

北部湾生态通道模型的构建

根据1997年～1999年在北部湾进行的渔业资源和生态环境调查数据,利用EwE软件构建北部湾生态系统的营养通道模型,模型由16个功能组构成,包括了哺乳动物和海鸟,每一组都代表在生态系统中具有相似地位的有机体,基本覆盖了北部湾生态系统能量流动的主要过程.模型分析表明,北部湾生态系统的能量流动主要以捕食食物链途径为主,其中无脊椎动物在能量从低级向高层次转换中起关键作用.各功能组的营养级范围为1.00～4.04,哺乳动物占据了最高营养层.生态网络分析表明,系统的能量流动主要有6级,来自初级生产者的能流效率为12.2%,来自碎屑的转换效率为12.3%,平均能量转换效率为12.2%.模型估算的可利用的生物量密度为8.7 t·km^-2,生态系统的生物生产量只占系统净初级生产力的1.81%.当前北部湾海洋生态系统处于不稳定状态.     

利用Ecopath模型评价鲢鳙放养对千岛湖生态系统的影响

“保水渔业”是中国控制"水华"暴发等生态灾变的措施之一，其结果存在较大的不确定性。在浙江省的新安江水库（千岛湖），"保水渔业"的实施带来了水质改善和渔业增产的双重效果。但在生态系统自组织层面，这种人工干预手段引起的生态系统结构化效应的研究，尚未真正展开。基于2008-2010年千岛湖的生态和渔业资源调查数据，应用EwE （V6.6）构建了2010年千岛湖生态系统的Ecopath模型，并将其与2004和2016年的模型进行对照，分析了千岛湖生态系统在鲢、鳙鱼放养下的变化。千岛湖生态系统在3个年份均为4个整合营养级，营养能流分布成典型的金字塔型，且营养流总量中流向碎屑的占比很大，营养级Ⅰ、Ⅱ的能量被利用得不够充分；除鲢、鳙鱼外大部分鱼类的生物量逐渐下降，浮游植物和碎屑的生物量增多；系统的初级生产力和规模得到了一定提升，但总体的能量转换效率有所降低。在一些和系统成熟度、复原力和稳定性密切相关的参数方面，总初级生产量/总呼吸量增加，Finn氏循环指数和Finn氏平均路径长度逐渐降低，3个年份的连接指数（CI）分别为0.223、0.219、0.263，系统杂食指数（SOI）分别为0.087、0.102和0.131。研究分析表明，长期的鲢、鳙鱼放养使千岛湖的食物网结构发生了较大的变动，生态系统的营养交互关系不够复杂，成熟度和稳定性有所下降。千岛湖作为一个由水库发展而来的淡水水体，食物网关系本身就较为简单。因此，未来需要避免过多的人为干扰，并基于生态学原理更系统地进行修复工作。     

基于Ecopath模型的千岛湖生态系统结构和功能分析

为探索千岛湖生态系统现状及其历史变化, 根据2016年千岛湖的渔业资源与生态环境调查数据, 构建了千岛湖生态系统的 Ecopath 模型, 综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征。2016年千岛湖 Ecopath 模型由18个功能组组成, 有效营养级范围为1—3.41, 牧食食物链的能量流动占系统总能量的56%。系统杂食指数(SOI)、联结指数(CI)、Finn循环指数分别为0.13, 0.26和5.15%。千岛湖与其他湖泊和水库比较, 其生态系统的各功能组的聚合度较高, 联结程度较为紧密, 物质再循环比例较高, 系统较为成熟。但千岛湖的系统总流量较低为24698.27 t/(km2·a), 总初级生产量与总呼吸量的比值为6.51, 表明系统总体规模较小且仍处于发展阶段。根据千岛湖生态系统历年变化趋势分析: 千岛湖生态系统的总体规模有变大趋势, 稳定性和复杂性有所增强, 但营养交互关系变弱, 系统抵抗外界干扰的能力仍较低。同时, 千岛湖生态系统的初级生产者转化效率较低, 食物网趋于简单, 应采取适当的管理措施, 以保障千岛湖生态系统的健康发展。     

基于Ecopath模型的崂山湾人工鱼礁区生态系统结构和功能研究

基于2014—2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量。该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0—4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层。能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8%,其中来自初级生产者的能量效率为9.8%,来自碎屑的传递效率为10.9%;系统总流量为14256.510 t km~(-2) a~(-1),其中68%的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高。关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色。吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km~2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55%。     

基于Ecopath模型的荣成俚岛人工鱼礁区生态系统结构和功能评价

基于2009年在荣成俚岛人工鱼礁区进行的周年生物资源调查数据,构建了俚岛人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了俚岛人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和系统结构特征.该模型由19个功能组构成,基本涵盖了俚岛人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程,根据礁区调查出现的鱼类与鱼礁的对应位置关系划分功能组,并引入浮游异养细菌功能组.结果表明:礁区调查出现的鱼类可划分成7个功能组,系统中各功能组的营养级在1.00 ～ 3.72级,其中,礁区I型鱼类处于最高营养级;系统总流量为10786.68t·km-2·a-1,其中,27％流向碎屑,17％以捕捞和沉积的形式流出系统;系统的总初级生产力为4131.97 t· km-2·a-1;系统的总能量转换效率为10.5％,流量中来自碎屑的比例为39％,61％直接来源于初级生产者,能流通道以牧食食物链为主导;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.84,系统连接指数为0.20,Finn循环指数为4.5％,能流平均路径为2.62.俚岛人工鱼礁区生态系统当前的成熟度和稳定性较低,是一个正处于发育阶段的生态系统,系统抵抗外界干扰的能力较弱,鱼礁区的生态环境和渔业产出在年际间会出现一定波动,人工鱼礁对生态环境的修复作用需要继续养护才能得以实现.     

红树林湿地多环芳烃的微生物降解

红树林(mangrove)是海陆交汇带重要的湿地生态系统,也是环境污染物蓄积与转化的热区.多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)因其环境蓄积特点在红树林生境中广泛分布,威胁生态系统健康,其降解转化是近年的研究重点.本文聚焦红树林湿地多环芳烃的微生物降解研究现状,从红树林生...     

基于Ecopath模型分析分水江水库生态系统结构和功能

根据2008-2009年浙江分水江水库渔业资源和生态环境调查数据,采用Ecopath with Ecosim软件构建了分水江水库的物质平衡Ecopath模型.模型构成包括鲢、鳙、鳊、花〖HT5,7〗鱼〖KG-*3〗〖HT5,6〗骨〖HT5F〗、翘嘴鲌、鲴类、其他鱼类、寡毛类、水生昆虫、浮游动物、浮游植物、有机碎屑等14个功能组,较好地模拟了分水江的水库生态系统.结果表明： 分水江水库生态系统包含5个营养级,且营养物质流动主要发生在前3个营养级.牧食食物链和碎屑食物链是系统中的主要能流,但是食物网结构较简单,容易受到外界干扰的影响.转移效率在低营养级较低,表明系统的能量利用较低,过多的营养物质储存在系统中可能导致富营养化的发生.较低的联结指数、系统杂食性系数、Finn氏循环指数以及Finn氏平均路径长度值都表明该生态系统处于不稳定状态,而生产量/总呼吸和生产量/生物量的值较高,说明此生态系统的初级生产力远高于其呼吸量,系统处于生态发育前期.分水江水库由于发育历史较短,仍处于由不成熟向成熟发育的过程中.     

基于生态通道模型的长江口水域生态系统结构与能量流动分析

利用Ecopath with Ecosim在前期研究的基础上构建了3个时期(2000年秋、2006年秋、2012年秋)长江口水域生态系统的生态通道模型,分析对比了三峡工程蓄水前中后期,长江口水域生态系统结构与能量流动特征。模型将长江口水域生态系统划分为鱼类、虾类、蟹类、头足类、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等17个功能组,基本覆盖了长江口生态系统能量流动的主要途径。模型结果分析表明:蓄水前中后期,长江口水域生态系统各功能组营养级组成和分布相近,但由于长江口渔业过度捕捞,蓄水中后期多数功能组的生态营养转换率被动提高。长江口渔获物的组成未发生明显变化,但渔获物的平均营养级降低,渔获量减少。蓄水中后期,生态系统中牧食食物链的重要性增加,碎屑食物链的重要性降低,这与蓄水之后长江入海径流改变、泥沙量减少、陆源污染增加关系密切。结果表明,蓄水前中后期,生态系统均处于不成熟阶段,蓄水后生态系统总生物量、初级生产量及流向碎屑的能量呈降低趋势,但系统的净效率和再循环率升高。     

污水排放对红树林湿地生态系统的影响

利用湿地处理工农业和城市生活污水 ,是过去十多年来污水生物处理的主要研究课题之一。大量的研究表明 ,湿地具有很强的处理污水的潜力[1]。红树林湿地是分布在热带和部分亚热带海岸的典型海岸带湿地生态系统 ,长期以来被认为是排放污水和废水的便利场所。研究者认为 ,红树林湿地系统与其它类型的湿地一样具有潜在的净化污水的能力[2 ,3]。Ｎｅｄ ｗｅｌｌ建议 ,红树林可以被更积极地加以利用和管理 ,作为整体污水处理设施的最后阶段 (理由是红树林生态系统对营养富集和富营养化具有良好的耐性 ) ,将初级处理污水排放到红树林生态系统内 (传…     

黄河口邻近海域生态系统能量流动与三疣梭子蟹增殖容量估算

增殖放流是渔业资源养护的重要手段, 生态系统与放流种类能流格局的变化研究,是进行增殖容量评估的研究基础.根据2012和2013年黄河口邻近海域的资源调查数据,构建了黄河口邻近海域6、8、10月的Ecopath模型,比较分析了3个月份该海域生态系统能量流动的变化,初步评估了三疣梭子蟹的增殖容量.结果表明： 黄河口邻近海域生态系统的能量流动主要在营养级I～III之间进行,营养级IV以及以上的能量流动较小.6月第I营养级整合系统流动的比例最高,8月最低.第II营养级整合系统流动的比例8月最高,6月最低.三疣梭子蟹相对能量流动和绝对能量流动均是第III营养级最高,三疣梭子蟹的营养级3月平均为3.28.黄河口邻近海域生态系统有较高的剩余生产量,6月最高、8月最低,系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR) 3个月份分别为5.49、2.47、3.01,总初级生产量/总生物量(TPP/B)分别为47.61、33.30、29.78,同时具有较低的循环指数(FCI：0.03～0.06),黄河口邻近海域生态系统处于脆弱的不稳定期.系统的能量转换效率为7.3%～11.5%;渔获物的平均营养级8月和10月有所下降,3个月份分别为3.23、2.97和2.82;总捕捞效率8月最高,6月最低.在黄河口邻近海域8月Ecopath模型基础上,初步评估三疣梭子蟹的增殖容量为1.5115 t·km^-2.     

南中国海地区湿地植物多样性研究

对南中国海地区湿地的植物多样性进行了深入研究,调查范围包括浅水海域、潮间带滩涂、河口地带和三角洲冲积平原、三角洲基塘等湿地类型。基本弄清了南中国海湿地植物的生境多样性、物种多样性以及生态系统多样性,为有效保护和合理利用南中国海湿地资源提供科学的依据。调查表明,南中国海近海近岸湿地生境多样性复杂,物种丰富。主要生境类型有浅海水域湿地等13类;湿地高等植物的生态系统主要有红树林湿地生态系统等6种;南中国海地区湿地共有高等植物179科,593属,829种。国家Ⅰ级保护植物3种,Ⅱ级保护植物9种。